Игорь Смородин - Земля в беде

В общем виде Галилей сформулировал принцип относительности так: "В каюте корабля, движущегося равномерно и без качки, вы не обнаружите ни по одному из окружающих явлений, ни по чему-либо, что станет происходить с вами самими, движется ли корабль или стоит неподвижно" [13].

В современных учебниках физики принцип относительности Галилея формулируется обычно следующим образом: "Механические явления происходят одинаково в любых двух изолированных материальных системах, движущихся равномерно и прямолинейно одна относительно другой." Из принципа относительности Галилея следует один любопытный вывод: поскольку механические процессы в двух инерциальных (движущихся равномерно и прямолинейно) системах протекают одинаково, то мы можем "привязать" систему отсчета к любому из движущихся тел, выбрав его по собственному произволу. Например, в случае галилеевского корабля и Земли мы можем связать систему отсчета с Землей, и тогда корабль будет двигаться относительно Земли, но мы можем связать систему отсчета и с кораблем, и тогда Земля будет двигаться относительно корабля. Несмотря на столь явную передержку (из двух высказываний: "корабль движется относительно Земли" и "Земля движется относительно корабля" - только первое истинно), последующие поколения физиков некритически восприняли принцип относительности, и с течением времени он превратился в догму.

Однако в середине XIX века вместе с развитием электродинамики выяснилось, что применительно к электромагнитным явлениям принцип относительности не соблюдается. Скажем, если электрический заряд покоится относительно нас, то он создает вокруг себя только электрическое поле и не создает магнитное. Если же этот электрический заряд движется относительно нас равномерно и прямолинейно, то он создает также и магнитное поле.

Другой пример. Представим, что два одинаковых электрических заряда движутся параллельно друг другу с одинаковыми скоростями. Получается, что относительно друг друга эти заряды неподвижны, и благодаря своему электрическому взаимодействию они должны отталкиваться друг от друга. Но для неподвижного наблюдателя эти два заряда будут выглядеть как два параллельных электрических тока, которые силой магнитного взаимодействия будут не отталкиваться, а притягиваться. Получается, что для электромагнитных взаимодействий состояние покоя и состояние равномерного и прямолинейного движения отнюдь не идентичны.

Если какой-нибудь научный принцип перестает соответствовать вновь открытым экспериментальным фактам, то он должен быть либо упразднен, либо ограничен той областью явлений, где первоначально он обнаружил свою справедливость. Но если научный принцип превратился в догму, не терпящую критики, то у многих ученых возникает непреодолимое желание "согласовать" неудобные факты с этим принципом, направив тем самым науку по ложному пути. К величайшему сожалению, именно это произошло с физикой в начале XX века. Эйнштейн в своей работе "К электродинамике движущихся тел", столетие которой ооновские чиновники попытались отметить как "год физики", обобщил принцип относительности, распространив его с механических на электромагнитные и оптические явления. В этой работе "постулат относительности" Эйнштейна формулируется так: "…для всех координатных систем, для которых справедливы уравнения механики, справедливы те же самые электродинамические и оптические законы."

В дальнейшем Эйнштейн и его последователи-релятивисты распространили принцип относительности на все вообще физические явления. В учебном пособии В.Акосты, К.Кована, Б.Грэма "Основы современной физики" [2] общий принцип относительности сформулирован следующим образом: "Все законы природы должны быть одинаковыми для всех наблюдателей, движущихся друг относительно друга с постоянной скоростью."[2,30] Здесь обращает на себя внимание категория долженствования: законы физики должны быть такими, какими их хотят лицезреть господа релятивисты. Не больше и не меньше. Из-за этого определение больше походит на заклинание: "Мы не знаем, как все происходит на самом деле, но мы заклинаем именем всемогущего и всеведущего Эйнштейна, чтобы законы природы подчинялись изобретенному им всесовершенному постулату относительности!"

Но даже размноженное в миллионах экземпляров и переведенное на все языки мира, это заклинание не смогло заставить природу подчиниться постулату относительности Эйнштейна. В самом деле, когда Галилей писал - "заставьте теперь корабль двигаться с любой скоростью" - он не мог предполагать, что во второй половине XX века появятся летающие корабли, способные разгоняться до первой космической скорости (7,9 км/с) и выводить на околоземную орбиту искусственные спутники Земли (ИСЗ). Подобным ИСЗ сегодня, например, является обитаемая Международная космическая станция (МКС). Она движется вокруг Земли на высоте 350 км с первой космической скоростью. Подобно галилееву кораблю, который движется вокруг Земли по водной глади океана, МКС может рассматриваться как инерциальная система отсчета (ИСО).

Теперь зададим сакраментальный вопрос: если космонавты задраят иллюминаторы станции, то смогут они определить, находится ли станция в покое на Земле либо она движется равномерно и прямолинейно по земной орбите (тот факт, что станция совершает орбитальное движение, не меняет сути дела, поскольку корабль Галилея также движется не абсолютно прямолинейно, а по окружности земной поверхности)? Если принцип относительности Галилея-Эйнштейна верен, то не смогут, если не верен, то, наоборот, - смогут. Но ответ-то в данном случае очевиден: конечно, смогут!

Смогут благодаря хорошо известному науке XX века, но неизвестному Галилею факту, что все материальные тела внутри МКС находятся в состоянии невесомости. Ну а в условиях невесомости все физические процессы протекают по-другому, нежели на земной поверхности: предметы, выпущенные из рук, не падают, а свободно парят в воздухе; вода не проливается и не растекается по полу, а собирается в свободно парящие шары, которые при соударении отскакивают от стен, пола и потолка станции; процесс кипения воды заметно замедляется, нежели в условиях земной гравитации; пламя свечи приобретает сферическую форму; по-иному происходят процессы плавления и кристаллизации металлов и т.д., и т.п.

Вообще, следует отметить, что в условиях невесомости не только физические, но и химические, и биологические процессы протекают не так, как на Земле, и этим занимаются соответствующие разделы наук, такие как физика невесомости, химия невесомости, биология невесомости. Следовательно, мы больше не вправе связать систему отсчета с МКС, несмотря на то что она подпадает под критерии ИСО, и заявить, что Земля движется относительно МКС. Мы в принудительном порядке обязаны связать систему отсчета с Землей и объявить, что "МКС движется относительно Земли". Следовательно, принцип относительности в природе не существует ни в галилеевском, ни, тем более, в эйнштейновском его понимании. Принцип относительности Галилея был справедлив лишь как аргумент в споре со сторонниками геоцентрической системы мира, но он не может рассматриваться ни как универсальный физический принцип, каковым попытался сделать его Эйнштейн, ни как, тем более, фундаментальный закон природы, каковым объявляют его некоторые современные словари и энциклопедии. В конце концов, даже в трюме галилеевского корабля при помощи изобретенного в ХIХ веке прибора магнетометра можно обнаружить, движется ли корабль по силовым линиям магнитного поля Земли, против, или находится в покое на якоре.